8 : Théories avancées de la liaison covalente
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We have examined the basic ideas of bonding, showing that atoms share electrons to form molecules with stable Lewis structures and that we can predict the shapes of those molecules by valence shell electron pair repulsion (VSEPR) theory. These ideas provide an important starting point for understanding chemical bonding. But these models sometimes fall short in their abilities to predict the behavior of real substances. How can we reconcile the geometries of s, p, and d atomic orbitals with molecular shapes that show angles like 120° and 109.5°? Furthermore, we know that electrons and magnetic behavior are related through electromagnetic fields.
- 8.0 : Prélude à la liaison covalente
- Pourtant, l'oxygène présente un comportement magnétique très différent de celui de l'azote. Nous pouvons verser de l'azote liquide à travers un champ magnétique sans interactions visibles, tandis que l'oxygène liquide est attiré par l'aimant et flotte dans le champ magnétique. Nous devons comprendre les concepts supplémentaires de la théorie des liaisons de valence, de l'hybridation orbitale et de la théorie des orbitales moléculaires pour comprendre ces observations.
- 8.1 : Théorie des liaisons de valence
- La théorie des liaisons de valence décrit la liaison comme une conséquence du chevauchement de deux orbitales atomiques distinctes sur des atomes différents, créant ainsi une région dans laquelle une paire d'électrons est partagée entre les deux atomes. Lorsque les orbitales se chevauchent le long d'un axe contenant les noyaux, elles forment une liaison σ. Lorsqu'elles se chevauchent de manière à créer un nœud le long de cet axe, elles forment une liaison π.
- 8.2 : Orbitales atomiques hybrides
- Nous pouvons utiliser des orbitales hybrides, qui sont des combinaisons mathématiques de certaines ou de toutes les orbitales atomiques de valence, pour décrire la densité électronique autour d'atomes liés par covalence. Ces orbitales hybrides forment des liaisons sigma (σ) dirigées vers d'autres atomes de la molécule ou contiennent des paires d'électrons isolées. Nous pouvons déterminer le type d'hybridation autour d'un atome central à partir de la géométrie des régions de densité électronique qui l'entourent.
- 8.3 : Obligations multiples
- Les liaisons multiples consistent en une liaison σ située le long de l'axe entre deux atomes et une ou deux liaisons π. Les liaisons σ sont généralement formées par le chevauchement d'orbitales atomiques hybrides, tandis que les liaisons π sont formées par le chevauchement côte à côte d'orbitales non hybridées. La résonance se produit lorsqu'il existe plusieurs orbitales non hybridées dont l'alignement approprié doit se chevaucher, de sorte que le placement des liaisons π peut varier.
- 8.4 : Théorie de l'orbite moléculaire
- La théorie des orbitales moléculaires (MO) décrit le comportement des électrons dans une molécule en termes de combinaisons des fonctions d'ondes atomiques. Les orbitales moléculaires qui en résultent peuvent s'étendre sur tous les atomes de la molécule. Les orbitales moléculaires de liaison sont formées par des combinaisons en phase de fonctions d'ondes atomiques, et les électrons de ces orbitales stabilisent une molécule. Les orbitales moléculaires antiadhésives résultent de combinaisons hors phase et les électrons présents sur ces orbitales rendent la molécule moins stable.
- 8.E : Théories avancées de la liaison covalente (exercices)
- Ce sont des exercices de devoirs pour accompagner le Textmap créé pour « Chemistry » par OpenStax. Des banques de questions complémentaires sur la chimie générale peuvent être trouvées pour d'autres Textmaps et peuvent être consultées ici. Outre ces questions accessibles au public, l'accès à la banque de problèmes privés à utiliser pour les examens et les devoirs est réservé aux professeurs sur une base individuelle ; veuillez contacter Delmar Larsen pour obtenir un compte avec autorisation d'accès.